[实用新型]信号数字化仪

说明书

本实用新型涉及一种信号数字化仪，属仪器仪表技术领域。

信号数字化是将需要进行计算机数字化分析的模拟电压信号，如测量用传感器测到的电压信号或任何其它的电压信号，在一个受计算机控制的集成系统中进行一系列的预处理，并最终转化为数字量信号数字化仪与计算机仅通过打印机并行口连接和交换数据。它是数字信息处理系统最基本，也是最重要的组成部分之一，是现代测试分析必不可少的，有着广泛的工程技术应用背景。

利用通用计算机代替专用信号处理机进行信号处理和分析，已成为当今国内外信号处理的一大趋势。目前的信号数字化处理，大多是放大、抗混滤波及模数转换等都由分离的仪器或装置连接在一起进行工作。模数转换则是以计算机扩展电路板的形式插入计算机扩展槽中工作。测量时需要分别连接，统一调试。这样使得信号的数字化装置种类繁杂，很不规范，通用性不好。特别是一些在线信号处理，工作起来往往很困难。例如，车辆运行过程中的振动、噪声及工况监测等，目前大多使用便携式或笔记本式微机，现有的模数转换装置(A/D板)均难以安装到这类微机中，而一般微机在此环境下工作很不方便，有时甚至难以进行。此外，由于放大、抗混滤波和模数转换的分离状态，使得测量繁琐，且不易实现程控，一定程度上影响了测量结果的可靠性和精确性。

本实用新型的目的是设计一种信号数字化仪，以解决上述信号测试中存在的问题，将信号的放大、抗混滤波及模数转换等集成到一个独立的装置中，仅通过微机上的打印机并行口与微机相连接，完成对该装置的计算机控制和数据传递。

本实用新型设计的信号数字化仪，由信号变换部分、主控部分和手控部分组成，其中的信号变换部分包括：

(1)将外部8路电压信号接入的多通道转换器(U51)；

(2)将输入的电压信号进行放大的两级程控放大器，由芯片(U53，U39)和运算放大器(U101，U102，U103，U104)组成；

(3)将上述放大后的信号进行抗混滤波的低通滤波器(U42)和运算放大器电路(U105)；

(4)将上述抗混滤波后的信号进行A/D转换的采样保持器(U44)和A/D变换器(U46)；

(5)用以将A/D转换后的数字量通过打印机并行口线送入计算机的数据锁存器(U50，U52和U54)。

其中的主控部分包括：

(1)将计算机通过打印机并行口送来的控制信息分配到各锁存器上的总线驱动器(U1)；

(2)锁存信号变换部分的放大增益信号的信号锁存器(U3和U5，U4和(U6)；

(3)用以控制A/D启动信号和滤波频率信号的数据锁存器(U7，U8，U9)和定时器(U17，U18)；

(4)用以控制信号变换部分的8选1控制信息的数据锁存器(U10)；

(5)将计算机通过打印机并行口线送来的地址选通信号译码、选通的地址译码器(U15和U16)和触发器(U55-58)。

其中的手控部分包括：

(1)接收手动控制信息，控制信号转换部分的放大器增益和滤波频率的8个微动按钮；

(2)接收滤波频率的手动信号的计数器U23和用LED显示控制状态的译码器(U30)；

(3)选择控制脉冲，并将其送至信号变换部分低通滤波器的模拟开关(U33)；

(4)根据手动控制信息产生的直通信号，生成滤波旁通控制信号，并将其通往信号变换部分模拟开关(U43)以控制滤波旁通的门电路(G1)；

(5)接收放大器增益的手动控制信息，使其变为两级放大器的增益控制信号的计数器(U25)和译码器(U29和U31)，再将控制信号锁存输出的锁存器(U35和U37)；

(6)协调放大器增益的主控和手动控制转换的反相器G2-G4和控制旁通第二级放大器的门电路(G5和G6)；

(7)控制LED显示放大器增益的控制状态的电平显示器(U34和U36)。

附图说明：

图1是本实用新型设计的信号数字化仪的组成框图。

图2是信号数字化仪的信号变换部分的电路原理图。

图3是主控部分电路原理图。

图4是手控部分电路原理图。

下面结合附图详细介绍本实用新型的内容。本信号数字化仪由完全独立的、电路相同的A、B两通道构成，为了简明起见，以下对图2、图4所示的信号变换部分和手动部分的一个通道的组成和电路原理给以说明，但在图3所示的主控部分中仍保留两个通道的控制信息。